Kultur Jaringan Bibit Jati (Hevea brasiliensis)

KULTUR JARINGAN TANAMAN KARET

(Hevea brasiliensis)

Dalam kultur jaringan tanaman, tabung/botol kultur ditutup rapat dengan penutup yang dilengkapi drat, aluminium foil, parafilm atau plastik wrap. Kondisi tersebut menghambat pertukaran udara dalam tabung kultur sehingga sering memberikan pengaruh negatif terhadap pertumbuhan eksplan. Penggunaan penutup berventilasi dapat meningkatkan kualitas udara dalam lingkungan tabung/botol kultur.

Oleh karena itu microbox dengan penutup berfilter diuji sebagai wadah untuk menumbuhkan eksplan karet pada tahap multiplikasi, yaitu microbox berfilter kuning dengan nilai Kv sebesar 13,09 (Gas Exchange (GE)/hari dan berfilter hijau dengan nilai Kv sebesar 81,35 GE/hari, sedangkan sebagai kontrol adalah microbox tanpa filter (tertutup rapat). 

Penelitian bertujuan mengamati kondisi tunas di dalam microbox berfilter, meliputi morfologi, stomata dan kandungan klorofil. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tinggi tunas tidak berbeda nyata pada masing-masing microbox. Jumlah daun baru dan daun gugur berbeda nyata, dimana pembentukan daun baru terbanyak terdapat pada tunas dalam microbox berfilter kuning maupun hijau. Ukuran dan warna daun terlihat normal pada tunas dalam microbox berfilter hijau. Analisis kandungan klorofil tidak menunjukkan perbedaan nyata, namun pengamatan visual menunjukkan bahwa daun lebih hijau pada microbox dengan filter hijau. Kondisi stomata daun dari tunas dalam microbox dengan penutup berfilter hijau menyerupai stomata tanaman induk yang terdapat di rumah kaca dan lapangan, sedangkan kondisi stomata berbeda ditemukan pada tunas dalam microbox berfilter kuning atau tanpa filter.

 Pada lingkungan normal seperti lapangan dan rumah kaca, sebagian besar stomata menutup, pada wadah dengan tutup berfilter stomata agak membuka sedangkan pada microbox tanpa filter sebagian besar stomata terbuka lebar.

Hevea brasiliensis adalah spesies penting dalam genus Hevea karena merupakan sumber karet alam yang banyak digunakan dalam industri, terutama industri otomotif. Permintaan bahan tanam karet belakangan ini meningkat dengan tajam, baik untuk penanaman ulang maupun penanaman baru, disebabkan membaiknya harga karet dan meningkat-nya permintaan pasar.

 Akan tetapi pemenuhan terhadap kebutuhan bahan tanam tersebut relatif sulit disebabkan batang bawah yang berasal dari biji sebagai salah satu komponen dalam penyediaan bibit karet tidak selalu tersedia. Kendala utama adalah musim biji yang hanya berlangsung sekali dalam setahun dan terbatasnya klon karet yang dapat digunakan sebagai sumber biji. Di samping itu, terjadinya pergeseran musim juga mempengaruhi ketersediaan biji. 

Untuk penyediaan batang bawah karet, saat ini di Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia sedang dikembangkan cara perbanyakan klonal dengan teknologi microcutting, yaitu suatu teknik mikropropagasi berbasis kultur in vitro dengan menggunakan eksplan potongan batang muda yang memiliki mata tunas aksiler (axillary buds) (Nurhaimi-Haris et al., 2009a). 

Keuntungan sistem perbanyakan tersebut adalah tersedianya batang bawah tanpa dipengaruhi musim biji serta tersedianya batang bawah dalam bentuk klon yang selama ini belum pernah bisa dihasilkan pada tanaman karet. Penggunaan batang bawah klonal diduga dapat meningkatkan keseragaman tanaman karet di lapangan sehingga akan berdampak positif terhadap pertumbuhan tanaman dan produksi lateks.

Di samping itu, kemampuan melakukan perbanyakan batang bawah secara klonal membuka peluang untuk menghasilkan batang bawah dengan karakteristik tertentu, seperti toleran terhadap penyakit serta kondisi lingkungan yang kering. Meskipun perbanyakan batang bawah karet dengan teknologi microcutting telah dapat dilakukan, namun aplikasinya dalam skala besar masih ter-kendala. Penyebab utamanya adalah banyaknya tanaman yang hilang akibat kontaminasi, rendahnya laju multiplikasi, terjadinya kelainan morfologis dan fisiologis dari tanaman yang dihasilkan, serta banyaknya tanaman yang mati dalam proses aklimatisasi. Semua kendala tersebut menyebabkan biaya produksi per satuan bibit menjadi mahal. 

Tanaman yang ditumbuhkan secara in vitro biasanya diletakkan dalam tabung atau botol kultur dengan tutup rapat untuk menghindari kontaminasi bakteri dan jamur serta untuk menjaga kelembaban lingkungan kultur. Akan tetapi tutup yang rapat tersebut sering mempengaruhi komposisi gas di dalam tabung/botol sehingga menghambat pertumbuhan tanaman (Kitaya, 2005). Tutup tabung/botol seperti aluminium foil, parafilm, plastik wrap atau tutup dengan drat menyebabkan pertukaran gas terhambat antara di dalam dan di luar tabung/botol. Oleh karena itu udara di dalam tabung/botol berbeda dengan udara ex vitro sehingga sering menyebabkan malfungsi stomata, rendahnya kandungan klorofil, memanjangnya daun serta hiperhidrasi. Kondisi yang demikian mengakibatkan laju multiplikasi dan daya hidup tanaman menjadi rendah.

Untuk meningkatkan kualitas udara dan meminimalkan perbedaan udara di dalam dan di luar lingkungan kultur dapat digunakan wadah kultur yang dilengkapi dengan ventilasi. Penggunaan ventilasi biasanya merupakan bagian dari mikro-propagasi fotoautropik, yaitu suatu sistem mikro-propagasi yang memanfaatkan bahan anorganik endogen untuk memenuhi kebutuhan tanaman dengan menggunakan cahaya sebagai sumber energi (Kozai & Kubota, 2005). 

Salah satu wadah kultur dengan ventilasi adalah ”the full-gas microbox” karena tutup box dilengkapi dengan berbagai ukuran filter sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran udara (gas exchange) secara pasif ke dalam maupun ke luar lingkungan kultur. Ventilasi tersedia dalam empat macam nilai Kv (koefisien nilai pertukaran gas per unit waktu) yang ditandai dengan warna filter putih, kuning, merah dan hijau. Filter kuning dan hijau digunakan dalam penelitian ini karena perbedaan nilai Kv yang cukup signifikan. Dengan adanya pertukaran udara melalui filter, diduga pertumbuhan tunas karet akan lebih baik. Tujuan penelitian adalah mengetahui pengaruh penggunaan microbox berventilasi (tutup microbox dilengkapi filter kuning dan hijau) terhadap pertumbuhan tunas karet dalam proses kultur in vitro, meliputi morfologi tunas, stomata dan kadar klorofil daun.

Sumber: http://www.ibriec.org/menara_perkebunan/download.

Unsur Hara Dalam Tanah (Makro dan Mikro)

Unsur Hara Dalam Tanah (Makro dan Mikro)

Beberapa Unsur Hara Yang Dibutuhkan Tanaman :

Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Belerang (S), Besi (Fe), Mangan (Mn), Boron (B), Mo, Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan Klor (Cl). Unsur hara tersebut tergolong unsur hara Essensial.

Berdasarkan jumlah kebutuhannya bagi tanaman, dikelompokkan menjadi dua, yaitu:

1.      Unsur Hara Makro adalah Unsur hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah besar. Unsur Hara Makro meliputi: N, P, K, Ca, Mg, dan S

2.      Unsur Hara Mikro adalah Unsur hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah kecil. Unsur Hara Mikro meliputi : Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn, danCl

Unsur Hara Makro Yang Dibutuhkan Oleh Tanaman:

1)      Carbon, Oksigen dan Hidrogen

Unsur C, O, dan H, merupakan bahan baku dalam pembentukan jaringan tubuh tanaman. Berada dalam bentuk  H₂O (air), H₂CO₃ (asam arang dan CO₂ dalam udara. Kandungan carbon bervariasi diatas tanah, diatas daun, dalam hal ini satu meter diatas tanah akan berbeda.

Diudara terbuka terdapat 0,03 % CO₂, sedangkan di tempat yang banyak tanamannya terdapat CO₂         yang lebih besar dari 0,03 %.

a)      Carbon (C) :

Penting sebagai pembangun bahan organik, karena    sebagian besar bahan kering tanaman terdiri dari bahan organik. Carbon diambil tanaman berupa CO₂, sumber carbon dapat dikatakan banyak, dalam ruangan tertutup yang berisi :

                        CO₂ ----- fotosintesa terus aktif

b)      Oksigen :

Terdapat dalam bahan organik sebagai atom dan termasuk pembangun bahan organik, diambil dalam bentuk. CO₂. Sumbernya tidak terbatas.

c)      Hidrogen  Merupakan elemen pokok pembangun bahan organiksupply dari air. Sumbernya tidak  terbatas.

2)      Nitrogen ( N )

Merangsang pertumbuhan tanaman secara keseluruhan.

Merupakan bagian dari sel ( organ ) tanaman itu sendiri.

Berfungsi untuk sintesa asam amino dan protein dalam tanaman.

Merangsang pertumbuhan vegetatif ( warna hijau ) seperti daun.

Tanaman yang kekurangan unsur N gejalanya : pertumbuhan lambat/kerdil, daun hijau kekuningan, daun sempit, pendek dan tegak, daun-daun tua cepat menguning dan mati.

3)      Phospat ( P )

Berfungsi untuk pengangkutan energi hasil metabolisme dalam tanaman.

Merangsang pembungaan dan pembuahan.

Merangsang pertumbuhan akar.

Merangsang pembentukan biji.

Merangsang pembelahan sel tanaman dan memperbesar jaringan sel.

Tanaman yang kekurangan unsur P gejaalanya : pembentukan buah/dan biji berkurang, kerdil, daun berwarna keunguan atau kemerahan ( kurang sehat ).

4)      Kalium ( K )

Berfungsi dalam proses fotosintesa, pengangkutan hasil asimilasi, enzim dan mineral termasuk air.

Meningkatkan daya tahan/kekebalan tanaman terhadap penyakit.

Tanaman yang kekurangan unsur K gejalanya : batang dan daun menjadi lemas/rebah, daun berwarna hijau gelap kebiruan tidak hijau segar dan sehat, ujung daun menguning dan kering, timbul bercak coklat pada pucuk daun.

Unsur Hara Mikro Yang Dibutuhkan Oleh Tanaman:

Unsur hara mikro yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah kecil antara lain Besi(Fe), Mangaan(Mn), Seng (Zn), Tembaga (Cu), Molibden (Mo), Boron (B), Klor(Cl). Berikut tuilsan dari Setio Budi Wiharto (09417/PN) dari UGM Jogjakarta.

5)      Besi (Fe)

Besi (Fe) merupakan unsure mikro yang diserap dalam bentuk ion feri (Fe3+) ataupun fero (Fe2+). Fe dapat diserap dalam bentuk khelat (ikatan logam dengan bahan organik). Mineral Fe antara lain olivin (Mg, Fe)2SiO, pirit, siderit (FeCO3), gutit (FeOOH), magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3) dan ilmenit (FeTiO3) Besi dapat juga diserap dalam bentuk khelat, sehingga pupuk Fe dibuat dalam bentuk khelat. Khelat Fe yang biasa digunakan adalah Fe-EDTA, Fe-DTPA dan khelat yang lain. Fe dalam tanaman sekitar 80% yang terdapat dalam kloroplas atau sitoplasma. Penyerapan Fe lewat daundianggap lebih cepat dibandingkan dengan penyerapan lewat akar, terutama pada tanaman yang mengalami defisiensi Fe. Dengan demikian pemupukan lewat daun sering diduga lebih ekonomis dan efisien. Fungsi Fe antara lain sebagai penyusun klorofil, protein, enzim, dan berperanan dalam perkembangan kloroplas. Sitokrom merupakan enzim yang mengandung Fe porfirin. Kerja katalase dan peroksidase digambarkan secara ringkas sebagai berikut:

a. Catalase       : H2O + H2O  O2 + 2H2O

b. Peroksidase : AH2 + H2O  A + H2O

Fungsi lain Fe ialah sebagai pelaksana pemindahan electron dalam proses metabolisme. Proses tersebut misalnya reduksi N2, reduktase solfat, reduktase nitrat. Kekurangan Fe  menyebabakan terhambatnya pembentukan klorofil dan akhirnya juga penyusunan protein menjadi tidak sempurna.                                                       Defisiensi Fe menyebabkan kenaikan kaadar asam amino pada daun dan penurunan jumlah ribosom secara drastic. Penurunan kadar pigmen dan protein dapat disebabkan oleh kekurangan Fe. Juga akan mengakibatkan pengurangan aktivitas semua enzim.

6)      Mangaan (Mn)

Mangaan diserap dalam bentuk ion Mn++. Seperti hara mikro lainnya, Mn dianggap dapat diserap dalam bentuk kompleks khelat dan pemupukan Mn sering disemprotkan lewat daun. Mn dalam tanaman tidak dapat bergerak atau beralih tempat dari logam yang satu ke organ lain yang membutuhkan. Mangaan terdapat dalam tanah berbentuk senyawa oksida, karbonat dan silikat dengan nama pyrolusit (MnO2), manganit (MnO(OH)), rhodochrosit (MnCO3) dan rhodoinit (MnSiO3). Mn umumnya terdapat dalam batuan primer, terutama dalam bahan ferro magnesium. Mn dilepaskan dari batuan karena proses pelapukan batuan. Hasil pelapukan batuan adalah mineral sekunder terutama pyrolusit (MnO2) dan manganit (MnO(OH)). Kadar Mn dalam tanah berkisar antara 300 smpai 2000 ppm. Bentuk Mn dapat berupa kation Mn++ atau mangan oksida, baik bervalensi dua maupun valensi empat. Penggenangan dan pengeringan yang berarti reduksi dan oksidasi pada tanah berpengaruh terhadap valensi Mn.

Mn merupakan penyusun ribosom dan juga mengaktifkan polimerase, sintesis protein, karbohidrat. Berperan sebagai activator bagi sejumlah enzim utama dalam siklus krebs, dibutuhkan untuk fungsi fotosintetik yang normal dalam kloroplas,ada indikasi  dibutuhkan dalam sintesis klorofil.                                                                            Defisiensi unsure Mn antara lain : pada tanaman

berdaun lebar, interveinal chlorosis pada daun muda mirip kekahatan Fe tapi lebih banyak menyebar sampai ke daun yang lebih tua, pada serealia bercak-bercak warna keabu-abuan sampai kecoklatan dan garis-garis pada bagian tengah dan pangkal daun muda, split seed pada tanaman lupin.

7)      Seng (Zn)

Zn diserap oleh tanaman dalam bentuk ion Zn++ dan dalam tanah alkalis mungkin diserap dalam bentuk monovalen Zn(OH)+. Di samping itu, Zn diserap dalm bentuk kompleks khelat, misalnya Zn-EDTA. Seperti unsure mikro lain, Zn dapat diserap lewat daun. Kadr Zn dalam tanah berkisar antara 16-300 ppm, sedangkan kadar Zn dalam tanaman berkisar antara 20-70 ppm. Mineral Zn yang ada dalam tanah antara lain sulfida (ZnS), spalerit [(ZnFe)S], smithzonte (ZnCO3), zinkit (ZnO), wellemit (ZnSiO3 dan ZnSiO4).

Fungsi Zn antara lain : pengaktif enim anolase, aldolase, asam oksalat dekarboksilase, lesitimase,sistein desulfihidrase, histidin deaminase, super okside demutase (SOD), dehidrogenase, karbon anhidrase, proteinase dan peptidase. Juga berperan dalam biosintesis auxin, pemanjangan sel dan ruas batang.

Ketersediaan Zn menurun dengan naiknya pH, pengapuran yang berlebihan sering menyebabkan ketersediaaan Zn menurun. Tanah yang mempunyai pH tinggi sering menunjukkan adanya gejala defisiensi Zn, terytama pada tanah berkapur.

Adapun gejala defisiensi Zn antara lain : tanaman kerdil, ruas-ruas batang memendek, daun mengecil dan mengumpul (resetting) dan klorosis pada daun-daun muda dan intermedier serta adanya nekrosis.

8)      Tembaga (Cu)

Tembaga (Cu) diserap dalam bentuk ion Cu++ dan mungkin dapat diserap dalam bentuk senyaewa kompleks organik, misalnya Cu-EDTA (Cu-ethilen diamine tetra acetate acid) dan Cu-DTPA (Cu diethilen triamine penta acetate acid). Dalam getah tanaman bik dalam xylem maupun floem hampir semua Cu membentuk kompleks senyawa dengan asam amino. Cu dalam akar tanaman dan dalam xylem > 99% dalam bentuk kompleks. Dalam tanah, Cu berbentuk senyawa dengan S, O, CO3 dan SiO4 misalnya kalkosit (Cu2S), kovelit (CuS), kalkopirit (CuFeS2), borinit (Cu5FeS4), luvigit (Cu3AsS4), tetrahidrit [(Cu,Fe)12SO4S3)], kufirit (Cu2O), sinorit (CuO), malasit [Cu2(OH)2CO3], adirit [(Cu3(OH)2(CO3)], brosanit [Cu4(OH)6SO4].

Kebanyakan Cu terdapat dalam kloroplas (>50%) dan diikat oleh plastosianin. Senyawa ini mempunyai berat molekul sekitar 10.000 dan masing-masing molekul mengandung satu atom Cu. Hara mikro Cu berpengaruh pafda klorofil, karotenoid, plastokuinon dan plastosianin.

Fungsi dan peranan Cu antara lain : mengaktifkan enzim sitokrom-oksidase, askorbit-oksidase, asam butirat-fenolase dan laktase. Berperan dalam metabolisme protein dan karbohidrat, berperan terhadap perkembangan tanaman generatif, berperan terhadap fiksasi N secara simbiotis dan penyusunan lignin.                                                        Adapun gejala defisiensi / kekurangan Cu antara lain : pembungaan dan pembuahan terganggu, warna daun muda kuning dan kerdil, daun-daun lemah, layu dan pucuk mongering serta batang dan tangkai daun lemah.

9)      Molibden (Mo)

Molibden diserap dalam bentuk ion MoO4-. Variasi antara titik kritik dengan toksis relatif besar. Bila tanaman terlalu tinggi, selain toksis bagi tanaman juga berbahaya bagi hewan yang memakannya. Hal ini agak berbeda dengan sifat hara mikro yang lain. Pada daun kapas, kadar Mo sering sekitar 1500 ppm. Umumnya tanah mineral cukup mengandung  Mo. Mineral lempung yang terdapat di dalam tanah antara lain molibderit (MoS), powellit (CaMo)3.8H2O. Molibdenum (Mo) dalam larutan sebagai kation ataupun anion. Pada tanah gambut atau tanah organik sering terlihat adanya gejala defisiensi Mo. Walaupun demikian dengan senyawa organik Mo membentuk senyawa khelat yang melindungi Mo dari pencucian air. Tanah yang disawahkan menyebabkan kenaikan ketersediaan Mo dalam tanah. Hal ini disebabkan karena dilepaskannya Mo dari ikatan Fe (III) oksida menjadi Fe (II) oksida hidrat.

Fungsi Mo dalam tanaman adalah mengaktifkan enzim nitrogenase, nitrat reduktase dan xantine oksidase. Gejala yang timbul karena kekurangan Mo hampir menyerupai kekurangan N. Kekurangan Mo dapat menghambat pertumbuhan tanaman, daun menjadi pucat dan mati dan pembentukan bunga terlambat.                                       Gejala defisiensi Mo dimulai dari daun tengah dan daun bawah. Daun menjadi kering kelayuan, tepi daun  menggulung dan daun umumnya sempit. Bila defisiensi berat, maka lamina hanya terbentuk sedikit sehingga kelihatan tulang-tulang daun lebih dominan.

10)  Boron (B)

Boron dalam tanah terutama sebagai asam borat (H2BO3) dan kadarnya berkisar antara 7-80 ppm. Boron dalam tanah umumnya berupa ion borat hidrat B(OH)4-. Boron yang tersedia untuk tanaman hanya sekitar 5%dari kadar total boron dalam tanah. Boron ditransportasikan dari larutan tanah ke akar tanaman melalui proses aliran masa dan difusi. Selain itu, boron sering terdapat dalam bentuk senyawa organik. Boron juga banyak terjerap dalam kisi mineral lempung melalui proses substitusi isomorfik dengan Al3+ dan atau Si4+. Mineral dalam tanah yang mengandung boron antara lain turmalin (H2MgNaAl3(BO)2Si4O2)O20 yang mengandung 3%-4% boron. Mineral tersebut terbentuk dari batuan asam dan sedimen yang telah mengalami metomorfosis.

Mineral lain yang mengandung boron adalah kernit (Na2B4O7.4H2O), kolamit (Ca2B6O11.5H2O), uleksit (NaCaB5O9.8H2O) dan aksinat. Boron diikat kuat oleh mineral tanah, terutama seskuioksida (Al2O3 + Fe2O3).

Fungsi boron dalam tanaman antara lain berperanan dalam metabolisme asam nukleat, karbohidrat, protein, fenol dan auksin. Di samping itu boron juga berperan dalam pembelahan, pemanjangan dan diferensiasi sel, permeabilitas membran, dan perkecambahan serbuk sari.                                                                                                     Gejala defisiensi hara mikro ini antara lain : pertumbuhan terhambat pada jaringan meristematik (pucuk akar), mati pucuk (die back), mobilitas rendah, buah yang sedang berkembang sngat rentan, mudah terserang penyakit.

11)  Klor(Cl)

Klor merupakan unsure yang diserap dalam bentuk ion Cl- oleh akar tanaman dan dapat diserap pula berupa gas atau larutan oleh bagian atas tanaman, misalnya daun. Kadar Cl dalam tanaman sekitar 2000-20.000 ppm berat tanaman kering. Kadar Cl yang terbaik pada tanaman adalah antara 340-1200 ppm dan dianggap masih dalam kisaran hara mikro. Klor dalam tanah tidak diikat oleh mineral, sehingga sangat mobil dan mudah tercuci oleh air draiinase. Sumber Cl sering berasal dari air hujan, oleh karena itu, hara Cl kebanyakan bukan menimbulkan defisiensi, tetapi justru menimbulkan masalah keracunan tanaman.                                                                              Klor berfungsi sebagai pemindah hara tanaman, meningkatkan osmose sel, mencegah kehilangan air yang tidak seimbang, memperbaiki penyerapan ion lain,untuk tanaman kelapa dan kelapa sawit dianggap hara makro yang penting. Juga berperan dalam fotosistem II dari proses fotosintesis, khususnya dalam evolusi oksigen.

Adapun defisiensi klor adalh antara lain : pola percabangan akar abnormal, gejala wilting (daun lemah dan layu), warna keemasan (bronzing) pada daun, pada tanaman kol daun berbentuk mangkuk.